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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC

CENTRO DE JOINVILLE

CURSO DE ENGENHARIA DE INFRAESTRUTURA

ERIC BEUTHER

DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSAS COM ADIÇÕES POROSAS

Joinville, 2015

Eric Beuther

DESENVOLVIMENTO DE ARGAMASSAS COM ADIÇÕES POROSAS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Graduação em Engenharia de Infraestrutura da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia. Orientador: Profº. Luciano Senff. Drº.

Joinville, 2015

AGRADECIMENTOS

Primeiramente, agradeço à Deus pela perseverança e sabedoria dada,

guiando-me pelo caminho correto a ser seguido.

Aos meus pais e irmão, Aldo, Meri e Rafael, por não terem medido esforços e

muitas vezes terem abdicado de desejos pessoais para me proporcionar condições

excelentes de estudo, cuidando para que nunca me faltasse nada.

Ao meu amor, Patrícia, por todo o apoio incondicional, sempre se dispondo a

me ajudar no que fosse preciso. Por todo amor e carinho, deixando meus dias mais

agradáveis.

Ao orientador desse trabalho, professor Luciano Senff, por toda dedicação,

paciência e confiança em mim depositada ao longo desse ano.

Aos meus amigos de faculdade e de longa data, que durante todos os anos de

estudo me ajudaram de alguma forma, proporcionando lazer e distração nos devidos

momentos.

Ao meu time, Catuabeiros Futebol Clube, por ter se tornado tão importante,

criando uma grande família, responsável pelos momentos de descontração após os

longos dias de estudo.

Aos demais professores do curso, por todo ensinamento.

À professora Helena, coordenadora do curso de engenharia civil da Católica

Santa Catarina, por ter sido tão solícita e aberto seus laboratórios para minha

pesquisa.

Por fim, agradeço a todos que de alguma forma sempre acreditaram no meu

potencial, e me ajudaram a conquistar mais essa etapa na minha vida. Muito obrigado.

RESUMO

A necessidade global por construções mais eficientes e menos agressivas ao meio

ambiente é inegável nos dias atuais. Juntamente com a questão ambiental, no ramo

da construção civil o custo associado às obras também é fundamental. Dessa forma,

novas técnicas de construção e novos materiais são desenvolvidos para melhor

atender essa demanda. O uso de adições porosas em argamassas, como a

vermiculita e a serragem, é uma forma de contribuir com a eficiência energética das

construções, e também reduzir seus custos. Esse tipo de adição é capaz de tornar as

argamassas de revestimento agentes ativos com o meio ambiente, controlando a

umidade relativa de um cômodo e sua temperatura, e também reduzir as cargas da

construção, gerando economia de materiais nas estruturas. Por outro lado, essas

adições interferem nas propriedades físicas e mecânicas das argamassas, efeitos

esses que devem ser investigados. Neste trabalho, formulações de argamassas com

adição de, em massa, (0-5%) de vermiculita, (0-5%) de serragem e (0-0,1%) de aditivo

incorporador de ar foram estudadas, avaliando o impacto no estado fresco (abertura

na mesa de consistência) e no estado endurecido (densidade aparente, absorção de

água, porosidade aberta, variação da massa, retração e resistência à compressão até

os 28 dias de cura). De forma geral, as argamassas que continham vermiculita e

serragem apresentaram baixa densidade aparente, porosidade elevada e redução

significativa de massa, consequentemente observou-se redução da resistência à

compressão. Já as argamassas com incorporador de ar apresentaram características

semelhantes à referência. As formulações binárias tiveram pouca variação entre elas,

assim como a formulação com três adições. Quanto à retração, observou-se que as

formulações que continham serragem foram as mais afetadas, enquanto a menos

afetada foi a argamassa com incorporador de ar.

Palavras-chave: eficiência energética; argamassa; vermiculita; serragem;

incorporador de ar.

ABSTRACT

The global need for more efficient constructions and less aggressive to the

environment is undeniable nowadays. Along with the environmental issue, in the

construction industry the associated cost to the works is fundamental. Therefore, new

construction techniques and new materials are developed to better meet this demand.

The use of porogene additives in mortars, such as vermiculite and sawdust, is a way

to contribute to the energy efficiency of buildings, and also reduce costs. This kind of

addition is able to make the mortar coating active agentes to the environment,

controlling the relative humidity of a room and it’s temperature, and also reduce the

load of the construction, saving materials in the structures. On the other hand, this

additions affect the physical and mechanical properties of mortars, and these effects

need to be investigated. In this work, formulations of mortars with added (0-5%) of

vermiculite, (0-5%) of sawdust and (0-0,1%) of additive developer air were studied,

evaluating the impact in the fresh state (opening in the flow table) and in the hardened

state (bulk density, water absorption, porosity, mass change, shrinkage and

compressive strenght up to 28 days of curing). Generally, mortars which contained

vermiculite and sawdust had low bulk density, high porosity and a significant reduction

of weight, consequently it was observed a reduction of compressive strenght. The

mortars with additive developer air had similar characteristics to the reference. The

binary formulations had little variation among them, as well as the formulation with 3

additions. As for retraction, it was observed that formulations containing sawdust were

the most affected, while the least affected was the mortar with developer air.

Keywords: energy efficiency; mortar; vermiculite; sawdust; developer air.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Critério de classificação das argamassas. ............................................... 14

Figura 2 - Composição de argamassas quanto ao número de aglomerantes. .......... 15

Figura 3 - (a) Posição dos revestimentos e (b) tipos de revestimento. ..................... 16

Figura 4 – Funções das argamassas de revestimento. ............................................ 17

Figura 5 – Adesão adequada do revestimento à camada de base. .......................... 18

Figura 6 - (a) Grãos de vermiculita e (b) sua microestrutura. ................................... 20

Figura 7 - (a) maravalha e (b) cavaco. ..................................................................... 23

Figura 8 - Briquetes.................................................................................................. 24

Figura 9 - (a) madeira macia, Pinus e (b) madeira dura, Eucalipto. .......................... 25

Figura 10 - Redução da aderência com o aumento do teor de ar incorporado. ........ 29

Figura 11 - Sequência de desenvolvimento do trabalho. .......................................... 32

Figura 12 - (a) argamassa utilizada no trabalho e (b) sua imagem ampliada. .......... 33

Figura 13 - (a) vermiculita utilizada e (b) sua imagem ampliada. .............................. 33

Figura 14 - (a) serragem usada no trabalho e (b) imagem ampliada. ....................... 34

Figura 15 - (a) embalagem do aditivo usado e sua (b) coloração. ............................ 35

Figura 16 - (a) mesa de consistência utilizada no trabalho e (b) diâmetro máximo do

espalhamento após 30 golpes. ................................................................................ 37

Figura 17 - (a) molde com a formulação REF e (b) corpos de prova desmoldados. . 38

Figura 18 - (a) máquina de compressão utilizada no ensaio e (b) corpo de prova sendo

ensaiado. ................................................................................................................. 38

Figura 19 - (a) fragmentos avaliados, (b) imersão em água por 72h e (c) pesagem

submersa. ................................................................................................................ 39

Figura 20 - (a) molde para o ensaio de retração com argamassa dentro e (b) corpos

de prova desmoldados. ............................................................................................ 41

Figura 21 - Equipamento usado para medir a retração. ........................................... 41

Figura 22 - Variação das massas dos corpos de prova ao longo do tempo. ............. 43

Figura 23 - Perda total de massa aos 28 dias de cura. ............................................ 44

Figura 24 - Densidade aparente das argamassas com 28 dias de cura. .................. 45

Figura 25 - Absorção de água das argamassas com 28 dias de cura. ..................... 46

Figura 26 - Porosidade aberta das argamassas aos 28 dias de cura. ...................... 46

Figura 27 - Retração das argamassas com 14 dias de cura..................................... 47



Figura 30 - Comportamento das argamassas até os 28 dias de cura. ...................... 49

Figura 31 - Resistência à compressão aos 28 dias de cura. .................................... 50

Figura 32 - (a) REF. ................................................................................................. 50

Figura 32 - (b) 5SER...................................................................................................53

Figura 32 - (c) 2,5VER + 2,5SER................................................................................53

Figura 32 - (d) 2,5SER + 0,05INC...............................................................................54

Figura 32 - (e) 1,67VER + 1,67SER + 0,03INC..........................................................54

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classificação da vermiculita segundo padrão americano e brasileiro. ..... 21

Tabela 2 - Alterações provocadas pelos aditivos incorporadores de ar. ................... 28

Tabela 3 - Vantagens e desvantagens do uso dos materiais em argamassas. ........ 31

Tabela 4 - Formulações usadas no trabalho e seus respectivos percentuais de adições

incorporados à argamassa. ...................................................................................... 36

Tabela 5 - Quantidade de água em cada formulação. .............................................. 42

LISTA DE ABREVIAÇÕES

ARG Argamassa

VER Vermiculita

SER Serragem

INC Incorporador de ar

REF Referência

F2 5% de Vermiculita

F3 5% de Serragem

F4 0,1% de Incorporador de ar

F5 2,5% de Vermiculita + 2,5% de Serragem

F6 2,5% de Vermiculita + 0,05% de Incorporador de ar

F7 2,5% de Serragem + 0,05% de Incorporador de ar

F8 1,67% de Vermiculita + 1,67% de Serragem + 0,03%

de Incorporador de ar

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12

1.1 OBJETIVOS ................................................................................................ 13

1.1.1 Objetivo geral .......................................................................................... 13

1.1.2 Objetivos específicos ............................................................................. 13

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 14

2.1 ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO ............................................................ 14

2.1.1 Definição ................................................................................................. 14

2.1.2 Tipos de argamassas de revestimento ................................................. 14

2.1.3 Funções ................................................................................................... 17

2.1.4 Propriedades ........................................................................................... 18

2.1.5 Produtores da região .............................................................................. 19

2.2 VERMICULITA ................................................................................................ 20

2.2.1 Definição ................................................................................................. 20

2.2.2 Granulometria ......................................................................................... 21

2.2.3 Aplicações ............................................................................................... 21

2.2.4 Vantagens e desvantagens do uso ....................................................... 22

2.2.5 Porcentagem empregada em concretos e argamassas ....................... 22

2.3 PÓ DE SERRA ............................................................................................... 23

2.3.1 Definição ................................................................................................. 23

2.3.3 Aplicações na construção civil .............................................................. 25



2.4 INCORPORADOR DE AR .............................................................................. 27

2.4.1 Definição ................................................................................................. 27

2.4.2 Aplicações ............................................................................................... 29



2.5 TABELAS COMPARATIVAS ENTRE OS MATERIAIS ESTUDADOS............. 30

2.5.1 Tabela de vantagens e desvantagens ................................................... 30

3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 32

3.1 MATERIAIS .................................................................................................... 32

3.1.1 Argamassa .............................................................................................. 32

3.1.2 Vermiculita .............................................................................................. 33

3.1.3 Pó de serra .............................................................................................. 34

3.1.4 Incorporador de ar .................................................................................. 34

3.2 METODOLOGIA EXPERIMENTAL ................................................................. 35

3.2.1 Ajuste da trabalhabilidade na mesa de consistência ........................... 36

3.2.2 Resistência à compressão ..................................................................... 37

3.2.3 Densidade aparente, absorção de água e porosidade aberta ............. 38

3.2.4 Ensaio de retração .................................................................................. 40

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 42

4.1 TRABALHABILIDADE ..................................................................................... 42

4.2 VARIAÇÃO DA MASSA DOS CORPOS DE PROVA ...................................... 42

4.3 DENSIDADE APARENTE, ABSORÇÃO DE ÁGUA E POROSIDADE ABERTA ............................................................................................................................. 44

4.4 RETRAÇÃO .................................................................................................... 46

4.5 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO .................................................................. 49

5 CONCLUSÕES ..................................................................................................... 53

SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ...................................................... 54

REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 55

12

1 INTRODUÇÃO

No atual ramo da construção civil, os temas sustentabilidade e eficiência

energética estão sendo cada vez mais discutidos e ganham cada vez mais força,

tornando-se imprescindíveis no mercado de trabalho. De acordo com Ruiz (2014),

‘’(...) o mercado começa a perceber que é possível erguer obras mais eficientes do

ponto de vista energético, gerando também ganhos ambientais’’. Conforme comenta

Lima (2014), o Conselho Internacional da Construção (CIB) afirma que a indústria da

construção é o setor de atividades humanas que mais consome recursos naturais no

mundo. No Brasil, o Green Building Council (2014), afirma que o segmento da

construção civil é responsável por 42% da energia disponibilizada.

Uma das principais preocupações do desenvolvimento sustentável na

construção civil é realizar o máximo reaproveitamento dos resíduos gerados pelo

ramo, e também os destinar corretamente. O Brasil possui uma política nacional de

direcionamento de resíduos sólidos, controlado pelo Ministério do Meio Ambiente e

aplicado pelos governos estaduais, porém há ineficiência no processo de fiscalização

do cumprimento das normativas, dando margem às empresas não seguirem com rigor

essa política. Nas argamassas podem ser utilizados como adições porosas, por

exemplo, resíduos industriais, como o pó de serra (serragem). Com o uso desse

resíduo, diminuem-se os impactos ambientais gerados quando é mal destinado, como

por exemplo a incineração, gerando altos índices de poluição atmosférica. Dessa

maneira, seu uso em argamassas diminui possíveis impactos ambientais, e é

energeticamente eficiente, pois segundo Dantas (2004, p. 98), argamassas com essa

adição comportam-se ‘’(...) como um material mais leve e termo isolante, em função

da baixa condutividade térmica do pó de serra’’, obtendo assim, propriedades de

isolamento térmico e acústico e diminuindo o consumo de, por exemplo,

condicionadores de ar.

Assim como o pó de serra, a vermiculita e os aditivos incorporadores de ar

também possuem propriedades capazes de interagir ativamente com o ambiente.

Além da capacidade de isolamento térmico e acústico já citadas, essas adições

porogênicas também possuem baixo peso específico, diminuindo assim o peso total

de uma construção, influenciando diretamente no dimensionamento estrutural delas,

podendo ser usado menos material para fundações, pilares, vigas e lajes.

13

Mais recentemente, o uso de adições porosas em argamassas tem sido

explorado como agente capaz de também nivelar a umidade interna dos ambientes.

De acordo com Nathanson (1995), a umidade relativa é um dos importantes

parâmetros para mensurar o conforto e qualidade do ar em lugares fechados, além de

influenciar na eficiência energética das construções. Esse controle de umidade é

importante, pois influencia diretamente na saúde das pessoas que frequentam o

ambiente, uma vez que o excesso ou escassez de umidade pode causar desconfortos

respiratórios, irritação dos olhos e pele e alergias.

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo geral

O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de argamassas com

incorporação de diferentes tipos de adições porosas até 28 dias de cura.

1.1.2 Objetivos específicos

Formular argamassas com adição de vermiculita, serragem e um aditivo

incorporador de ar mantendo a mesma trabalhabilidade;

Analisar o comportamento das argamassas no estado fresco, através do

ensaio de mesa de consistência, e estado endurecido, através dos ensaios

de resistência mecânica, retração, densidade aparente, porosidade aberta

e absorção de água;

Avaliar a influência de cada tipo de adição na argamassa.

14

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO

2.1.1 Definição

De acordo com a NBR 13281 (ABNT, 2001), argamassa é definida como sendo:

Mistura homogênea de agregado(s) miúdo(s), aglomerante(s) inorgânico(s) e água, contendo ou não aditivos ou adições, com propriedades de aderência e endurecimento, podendo ser dosada em obra ou em instalação própria (argamassa industrializada).

Argamassas são materiais amplamente utilizados na construção civil,

constituídos por uma mistura homogênea de um ou mais aglomerantes (o cimento e

a cal), agregado miúdo (a areia), e água. Ainda, a fim de acrescentar algumas

propriedades específicas à argamassa, podem ser adicionados aditivos, como

retardadores de pega, redutores de permeabilidade e incorporadores de ar, ou

adições, como material pozolânico, vermiculita e serragem.

2.1.2 Tipos de argamassas de revestimento

As argamassas podem ser classificadas de várias formas, conforme mostra a

figura 1.

Figura 1 - Critério de classificação das argamassas.

Fonte: MORAES, s.d.

15

Porém, a classificação mais usual utilizada para argamassas, é quanto ao

número de aglomerantes, conforme ilustra a figura 2.

Figura 2 - Composição de argamassas quanto ao número de aglomerantes.

Fonte: MORAES, s.d.

As argamassas de cimento são compostas basicamente por cimento Portland,

agregado miúdo e água. Têm como características adquirir resistência mecânica

elevada em pouco tempo, baixa porosidade e rápida secagem. Por consequência,

possui alta retração por secagem, aumentando a possibilidade de fissuração, e

também, possui baixa retenção de água, conferindo à argamassa baixa

trabalhabilidade. Não é aconselhável sua aplicação sobre superfícies de baixa

resistência e alta porosidade, como por exemplo concreto leve, celular, blocos e tijolos

leves (ROMAN, s.d. e SILVA, 2006).

Ainda conforme os mesmos autores, argamassas de cal são constituídas por

cal, agregado miúdo e água. A cal preenche os vazios entre os grãos do agregado

miúdo, melhorando assim a retenção de água, consequentemente, a trabalhabilidade.

São pouco utilizadas por possuírem baixa resistência mecânica e endurecimento

lento.

Já as argamassas mistas são as mais utilizadas, compostas por cimento, cal,

agregado miúdo e água, pois ela equilibra tanto os aspectos positivos, quanto os

negativos dos outros dois tipos de argamassas.

Ainda, elas podem ser classificadas de acordo com o ambiente de exposição,

conforme a NBR 13529 (ABNT, 1995):

- revestimento em contato com o solo: revestimento exposto à ação do solo;

- revestimento externo: revestimento de fachadas, muros e outros elementos

da edificação em contato com o meio externo;

- revestimento interno: revestimento de ambientes internos da edificação.

16

Essa classificação de acordo com o ambiente de exposição e ao emprego dado

à argamassa, afeta diretamente no traço dela que será utilizado.

De acordo com o traço, e com a finalidade do revestimento, esse recebe

diferentes nomes: chapisco, emboço, reboco e massa única (Associação Brasileira de

Cimento Portland – ABCP, 2002).

O chapisco não é considerado uma camada de revestimento, porém é usado

como modo de preparo da base. Sua função é uniformizar a superfície de aplicação,

regularizar a absorção da superfície da base, e melhorar a aderência das camadas

subsequentes. Sua espessura máxima é de 5 mm. O traço comumente usado é, em

volume, 1:0,25:3:0,8 (cimento:cal:areia:a/c) (ABCP, 2002 e ROMAN, s.d.).

O emboço pode ser aplicado na presença ou não do chapisco. Tem como

função nivelar a superfície da base, ou do chapisco se esse estiver presente. Possui

uma subclassificação, de acordo com o meio a ser aplicado: ambiente externo ou

interno. Sua espessura pode variar de 15 mm a 25 mm, tendo importante papel na

estanqueidade da parede. O traço usual para emboço externo é de 1:1:6:1,4. Para

emboço interno, é de 1:2:8:2 (ABCP, 2002; SILVA 2006; ROMAN, s.d.).

Reboco é a última camada dos revestimentos, usada como acabamento. É o

cobrimento do emboço. Possui textura superficial suave e regular, permitindo receber

revestimento decorativo, como a pintura. De acordo com Silva (2006), ‘’sua espessura

é apenas o suficiente para constituir uma película contínua e íntegra sobre o emboço,

com no máximo 5 mm de espessura.’’. Segundo Roman (s.d.) o traço geralmente

utilizado é 1:1:6:1,4.

As figuras 3(a) e 3(b) mostram como é o posicionamento de cada tipo de

revestimento acima descrito.

Figura 3 - (a) Posição dos revestimentos e (b) tipos de revestimento.

Fonte: (a) ROMAN, s.d. e (b) ABCP, 2002.

(a) (b)

17

Ainda há o revestimento de massa única, também chamado de emboço

paulista. É o revestimento executado numa única camada, cumprindo as funções do

emboço e do reboco, ou seja, regularização da base e acabamento (ROMAN, s.d. e

SILVA, 2006).

2.1.3 Funções

Conforme Roman (s.d.) e Silva (2006), as argamassas de revestimento

exercem importantes funções numa edificação, como:

- auxiliar na proteção das vedações e da edificação contra a ação de agentes

agressivos, evitando a degradação das mesmas, aumentando a durabilidade dos

componentes;

- reduzir os custos de manutenção dos edifícios;

- auxiliar as vedações da construção no isolamento termo acústico, segurança

contra fogo, contra a penetração da água, gases e outros fenômenos atmosféricos;

- função estética, melhorando o acabamento das superfícies, valorizando e

aumentando o padrão do edifício.

A figura 4 exemplifica as funções do revestimento.

Figura 4 – Funções das argamassas de revestimento.

Fonte: ROMAN, s.d.

18

2.1.4 Propriedades

Para que as argamassas de revestimento cumpram de forma satisfatória as

suas funções, é necessário que elas possuam determinadas propriedades, moldadas

de acordo com as condições as quais estarão expostas. As principais propriedades

são:

- Aderência: de acordo com ABCP (2002) aderência é a ‘’(...) propriedade que

possibilita à camada de revestimento resistir às tensões normais e tangenciais

atuantes na interface com a base’’. Ainda conforme a ABCP, a aderência se dá pela

ancoragem da pasta (argamassa) nos poros da camada de base, através da sucção

de parte da água de amassamento (água inserida na pasta da argamassa) contendo

os aglomerantes por esses poros, ocorrendo o seu endurecimento. A aderência é

também alcançada por ancoragem mecânica, ou seja, ancoragem nas reentrâncias e

saliências macroscópicas da superfície da base. A figura 5 ilustra como deve ser uma

adesão adequada do revestimento à base.

Figura 5 – Adesão adequada do revestimento à camada de base.

Fonte: ABCP, 2002.

- Consistência: segundo Cincotto et al (1995), é a propriedade pela qual a

argamassa no estado fresco tende a resistir à deformação. As deformações podem

ser intrínsecas, quando é o próprio revestimento que deforma, e extrínseca, quando é

a camada de base que deforma. A deformação mais comum é a retração, resultante

da perda de água por sucção para a base e por evaporação para o ambiente. A

retração solicita à argamassa esforços de tração, tendendo a gerar fissurações. O uso

de argamassas contendo menores teores de água podem ajudar a minimizar esse

problema.

19

- Trabalhabilidade: essa propriedade relaciona-se principalmente com a

consistência. De acordo com Sabbatini (1984), pode-se dizer que uma argamassa é

trabalhável quando ela se distribui facilmente ao ser assentada, não adere à

ferramenta quando está sendo aplicada, não segrega ao ser transportada, não

endurece em contato com superfícies absortivas e permanece plástica por tempo

suficiente para que a operação seja completada.

- Elasticidade: ainda conforme Sabbatini (1984), elasticidade é a capacidade

que a argamassa no estado endurecido apresenta em se deformar sem apresentar

ruptura quando sujeita a solicitações diversas, e de retornar à dimensão original inicial

quando cessam estas solicitações. Portanto, elasticidade é a propriedade que

determina a ocorrência de fissuras no revestimento, influenciando na aderência da

argamassa à base e na estanqueidade da superfície e sua durabilidade.

- Estanqueidade: propriedade relacionada à proteção que o revestimento

oferece à camada de base contra intempéries. A estanqueidade é influenciada por

diversos fatores, como as proporções e natureza dos materiais constituintes da

argamassa, técnica de execução, espessura da camada, natureza da camada de base

e a quantidade e o tipo de fissuras existentes (ABCP, 2002, p. 20).

- Durabilidade: é a propriedade que garante que a argamassa exerça suas

funções adequadamente ao longo do tempo. De acordo com a ABCP (2002), alguns

fatores podem comprometer a durabilidade da argamassa, sendo os que com mais

frequência ocorrem: as movimentações de origem térmica, higroscópica (absorção de

água) ou imposta por forças externas, podendo causar fissuração, desagregação e

descolamento dos revestimentos; espessura do revestimento, quando em excesso

pode intensificar a absorção de água nas primeiras idades, potencializando o

surgimento de fissuras decorrentes da retração; e cultura e proliferação de

microrganismos, provocando manchas escuras, geralmente em áreas

permanentemente úmidas dos revestimentos. Os fungos e líquens produzem ácidos

orgânicos que reagem e destroem progressivamente os aglomerantes da argamassa

endurecida.

2.1.5 Produtores da região

Santa Catarina abriga várias fábricas de argamassas para revestimento. Entre

elas, a Ceramfix, localizada na cidade de Gaspar, a Weber, na cidade de Tubarão e a

20

Argasens, na grande Florianópolis. Em Joinville, tem-se a ParexGroup, a Euromax e

a Argaville, que foi a fabricante selecionada para fornecer a argamassa de

revestimento que será usada nesse trabalho.

2.2 VERMICULITA

2.2.1 Definição

Segundo Chandra (2002), a vermiculita é um mineral composto principalmente

por silicatos hidratados de magnésio e alumínio, confirmado por Machado (s.d.) que

apresenta como composição química da vermiculita: 14,39 % MgO, 43,48 % Al2O3,

12,82 % FeO, 11,92 % SiO2, 17,87 % H2O. O material é submetido a um processo de

alto aquecimento (até aproximadamente 1100 ºC), fazendo com que a água contida

em seu interior se transforme em vapor, expandindo a partícula, originando assim uma

estrutura sanfonada e porosa, de baixa densidade. De acordo com Ugarte e Monte

(2005), a vermiculita expandida tem densidade entre 0,15 g/cm³ e 0,25 g/cm³, e área

de superfície específica entre 6,0 m²/g e 8,0 m²/g. Ainda segundo Nunes (s.d.), ‘’Cada

floco expandido aprisiona consigo células de ar inerte, o que confere ao material

excepcional capacidade de isolação.’’.

A vermiculita pode ser vista na figura 6(a), e sua microestrutura, na figura 6(b).

Figura 6 - (a) Grãos de vermiculita e (b) sua microestrutura.

Fonte: (a) AUTOR, 2015 e (b) SILVA, 2009.

(a) (b)

21

2.2.2 Granulometria

A vermiculita é classificada de acordo com sua granulometria, recebendo os

nomes de: médio, fino, superfino e mícrons. A tabela 1 mostra a classificação, também

de acordo com o padrão internacional, padrão americano e padrão brasileiro.

Tabela 1 - Classificação da vermiculita segundo padrão americano e brasileiro.

Fonte: GUIA DE CONSTRUÇÃO PINI, s.d.

2.2.3 Aplicações

Devido as várias propriedades da vermiculita, como isolante térmico, acústico,

alta capacidade de absorção e adsorção, ela possibilita diferentes aplicações.

No ramo da construção civil o mineral é utilizado como isolante térmico e

acústico em paredes e tetos, na forma de argamassa de revestimento, blocos e

placas; interior de divisórias e portas ‘’corta-fogo’’ e proteção de impermeabilização

em lajes de coberturas. Na agricultura, é utilizada na composição de fertilizantes,

formação de solos para horticultura, condicionador de solos ácidos e argilosos. Ainda

pode ser aplicado na indústria de tintas, fabricação de pneus e pastilhas de freios para

a indústria automobilística, produção de tijolos refratários, fabricação de isolantes

térmicos têxteis, isolantes termoacústicos para a indústria naval, isolantes de câmaras

frias, revestimento de moldes para a fundição de ferro e alumínio, adsorção de óleos,

pesticidas e materiais pesados (OLIVEIRA, 2009 e NUNES, s.d.).

Padrão Internacional

Tamanho em mm

Padrão Americano

Tamanho em mm

Padrão Brasileiro

Tamanho em mm

Médio -4,0 a + 1,4 2 -3,5 a +

1,75 Médio 55-95% > 2,4

Fino -2,0 a + 0,71 3 -2,0 a +

0,6 Fino 65-95% > 1,2

Super fino -1,0 a + 0,355 4 -0,85 a +

0,212 Superfino 70-95% >0,6

Mícrons -0,71 a +0,25 5 -0,3 Micrometro 80-100%

> 0,3

22

2.2.4 Vantagens e desvantagens do uso

O uso da vermiculita expandida incorporada à argamassa e ao concreto, trazem

diversos benefícios para a construção. Uma das principais vantagens é a redução do

peso da estrutura, e com estudos recentes, passou-se a perceber as vantagens

também no uso em relação à isolamentos térmicos e acústicos. Nunes (s.d.) cita que

a redução do peso, comparando uma estrutura com vermiculita expandida

incorporada e outra de apenas concreto estrutural, é de 15% a 30%. Também cita que

em termos de isolamento, uma camada de 2,5 cm de argamassa de revestimento com

vermiculita, equivalem a uma camada de 25 cm de concreto comum. A facilidade de

aplicação da argamassa com essa adição é a mesma do que a sem adição, se

ajustado o teor de água adicionado.

Como desvantagem, é possível citar justamente a adição a mais de água na

mistura para conseguir boa trabalhabilidade. A resistência mecânica da argamassa é

inversamente proporcional à quantidade de água da mistura, pois após ser aplicada,

ela começa a perder água para a base a qual está colocada, e para o ambiente. Com

a evaporação da água, há uma redução na resistência mecânica da argamassa. Pelo

mesmo motivo, é possível que aumente a retração da argamassa, podendo gerar

fissuras indesejadas.

2.2.5 Porcentagem empregada em concretos e argamassas

Assim como para argamassas comuns, sem adições, o traço que será usado

nas argamassas com adição de vermiculita, depende de sua aplicação. Segundo o

Guia de Construção da PINI (s.d.), o traço, em volume, recomendado para

argamassas de revestimento é de 1:5 (cimento:vermiculita). Para argamassas de

enchimento, que tem o objetivo de isolamento térmico e acústico, o traço

recomendado é de 1:10. Conforme Nunes (s.d.), também pode-se utilizar o traço de

1:1:1:3 (cimento:cal:areia:vermiculita) em argamassas de revestimento interno.

Utiliza-se também a argamassa com adição de vermiculita para isolamento de

lajes. Para exemplificação, uma empresa que comercializa vermiculita recomenda que

em lajes sem, ou eventual trânsito de pessoas, o traço seja de 1:8, alcançando um

concreto de densidade aproximada de 350 kg/m³. Para lajes com trânsito médio de

pessoas, o traço recomendado é de 1:6, com densidade de 430 kg/m³. Em lajes com

23

trânsito de veículos, é recomendado o uso do traço 1:4, obtendo densidade

aproximada de 560 kg/m³. Para comparar, o concreto comum possui densidade

aproximada de 2400 kg/m³.

2.3 PÓ DE SERRA

2.3.1 Definição

De acordo com Keles (2011, p. 23), o pó de serra, ou popularmente chamado,

serragem “(...) é o resíduo resultante da serração das madeiras em sua transformação

em bitolas pré-definidas”.

Segundo Grandi (1995) a utilização do pó de serra como agregado miúdo em

blocos de concretos e argamassas visa melhorar o conforto ambiental da edificação e

dá ao resíduo um destino mais nobre que a combustão.

No processo de beneficiamento da madeira, a indústria produz basicamente

três tipos de resíduos: a maravalha, o cavaco e o pó de serra. A maravalha, vista na

figura 7-(a), é o resíduo originado do desbaste da madeira, após o descascamento,

no preparo de transformação da madeira roliça em madeira serrada. Ela é usada

principalmente para forragem dos galpões de criação de frangos. O cavaco, figura 7-

(b), é originado do aproveitamento do resíduo do descascamento e faceamento da

madeira roliça na transformação em madeira serrada. É muito usado para geração de

energia em termoelétricas (KELES, 2011).

Figura 7 - (a) maravalha e (b) cavaco.

Fonte: (a) MADEPINHO, s.d. e (b) ALTIVO, 2015.

(a) (b)

24

O pó de serra é mais fino do que a maravalha e o cavaco. Empresas têm feito

a briquetização do pó de serra, que é a sua prensagem, transformando-o em

briquetes, conforme mostra a figura 8. Conforme Dantas Filho (2004), o pó de serra

de Pinus seco possui densidade entre 0,15 g/cm³ e 0,20 g/cm³, similar a vermiculita.

Figura 8 - Briquetes.

Fonte: MATEC, 2015.

Devido à diversidade de madeiras existente, essas possuem diferentes

características mecânicas, densidade, cor, tamanho de grão, resistência ao

apodrecimento, entre outras.

Segundo Dantas Filho (2004), uma serraria de porte médio que produz cerca

de 2 mil metros cúbicos de madeira serrada por mês, pode gerar até 78 toneladas de

serragem. Esse resíduo possui baixo valor comercial, assim, muitas madeireiras o

descarta em aterros ou os incinera. A queima do pó de serra, segundo Keles (2011),

resulta na liberação de vapor de água e gás carbônico na atmosfera, considerado o

principal gás causador do efeito estufa.

A serragem é considerada uma fibra vegetal. Conforme Savastano Junior et al

(1997), as fibras vegetais possuem baixo módulo de elasticidade e elevada resistência

à tração e flexão. Sua incorporação às matrizes cimentícias provoca aumento de

resistência ao impacto, causada pela sua maior capacidade de absorção de energia,

e um aumento na capacidade de isolamento termo acústico.

25

2.3.3 Aplicações na construção civil

De acordo com Heinricks et al. (2000), a produção anual de concretos e

argamassas com adição de fibras vegetais é de aproximadamente três milhões de

toneladas por ano, sendo grande parte dessa produção localizada nos Estados

Unidos, Europa, Oceania e Ásia.

Segundo Keles (2011), a madeira é usualmente classificada como “dura” ou

“macia”. A madeira de coníferas, gimnospermas, é chamada de macia, e é

exemplificada na figura 9 (a), enquanto a madeira de latifoliadas, angiospermas, é

chamada de dura, mostrada na figura 9 (b). Essa classificação muitas vezes é

enganosa, pois há madeiras duras que são de fato mais moles, ou macias, do que

maior parte das macias, e inversamente também. Porém, essa classificação é

importante, pois conforme aponta Batista (2002), as madeiras macias apresentam

maior compatibilidade química com o cimento do que as duras. As madeiras duras

contém maior quantidade de componentes que inibem as reações do cimento.

Figura 9 - (a) madeira macia, Pinus e (b) madeira dura, Eucalipto.

Fonte: MEIRELLES, 2014 e GRUPO SUZANO, 2012.

Keles (2011) ainda verificou que compósitos de pó de serra e cimento podem

ser utilizados na fabricação de chapas para a construção de moradias, de blocos,

telhas, material de acabamento, argamassa para execução de pisos, dentre outros.

(a) (b)

26


De acordo com Hannant (1978), a adição de fibras vegetais em concretos e

argamassas melhora consideravelmente suas propriedades de flexão e tração. Dessa

forma, as fibras alteram a reologia da mistura fresca, o controle da fissuração do

concreto e muda seu comportamento à fratura, aumentando a capacidade de

carregamento após o aparecimento das primeiras trincas.

A principal fonte de degradação de vegetais no ambiente natural, o ataque

biológico através de fungos xilófagos (fungos que atacam especificamente estruturas

de madeira), não apresenta maiores preocupações, porque as matrizes cimentícias

empregadas apresentam pH alcalino capaz de inibir sua ação (SAVASTANO JUNIOR,

2000).

Ainda, segundo Wei e Tomita (2000), esses compósitos cimento-madeira

apresentam a vantagem de ter baixa densidade quando comparada ao concreto

comum. Eles podem ser usados em substituição a tijolos e concretos em

determinadas situações.

Apesar de possuir vantagens, o uso da serragem em argamassas também tem

desvantagens. Alberto et al. (2000) apud Keles (2011) comenta que as reações que

fazem do cimento um elemento ligante ocorrem na pasta formada por cimento e água,

na qual os aluminatos e silicatos formam produtos hidratados, que com o tempo de

pega adquirem firmeza e resistência. Assim, as características físico-químicas da

madeira que está sendo usada são atributos fundamentais que têm grande influência

no produto final, a argamassa ou concreto, pois nem todas as espécies reagem

favoravelmente com o cimento, devido ao tipo e quantidade de substâncias inibidoras

de pega presentes na madeira.

Gram e Nimityongskul (1987) comentam ainda que o meio alcalino da matriz

de cimento e a umidade ambiente limitam a vida útil dos elementos produzidos à base

de fibras vegetais.

Swamy (2000), cita algumas desvantagens do uso da serragem em concretos

e argamassas, pois apesar de existirem em abundância e prontamente disponíveis a

baixo custo, seu módulo de elasticidade é baixo, possui elevada absorção de água,

falta de durabilidade em ambiente alcalino e variabilidade das propriedades entre

fibras do mesmo tipo.

27


Há muitos estudos relacionados à qual traço é o ideal para ser usado em

concretos e argamassas com adição de serragem. Stancato (2000), por exemplo,

realizou estudo com traços, em massa, de 1:0,4 e 1:0,6 (cimento:serragem), variando

a relação água/cimento. Já Dantas Filho (2011), realizou ensaios utilizando os traços

de 1:0,4:0,78 (cimento : serragem : a/c) e 1:0,25:2,06:3,30:0,79 (cimento : serragem :

areia:brita:a/c).

Dessa forma, é possível observar que os traços que podem ser utilizados são

dos mais diversos, e dependem do tipo de aplicação que da mistura. Para lugares

onde a solicitação de esforços é baixa, pode-se usar traços com maior teor de pó de

serra, como em lajes de cobertura e terraços, assim aumentado a capacidade de

isolamento da argamassa. Já para lugares onde os esforços sejam de maior

importância, deve-se trabalhar com teores menores de serragem, a fim de aumentar

a resistência mecânica da mistura.

Ainda, Sanderman et al., (1960) e Simatupng (1986) apud Batista (2002)

pesquisaram sobre compósitos de cimento-madeira, adotando o traço, em massa, de

1:0,5 (cimento:serragem), dosando empiricamente a água de amassamento. Eles

constataram que as partículas vegetais absorveram muita água, reduzindo a

trabalhabilidade da argamassa. Como resultado disso, os corpos de prova recém

desmoldados necessitariam mais dias para serem desmoldados, pois precisam de

mais tempo para ganharem suficiente resistência.

2.4 INCORPORADOR DE AR

2.4.1 Definição

Segundo a NBR 11768 (ABNT, 1992), aditivo incorporador de ar é um produto

que incorpora pequenas bolhas de ar ao concreto ou argamassa, com objetivo de

melhorar a trabalhabilidade e diminuir a relação água/cimento.

De acordo com Martin (2005), essas pequenas bolhas de ar possuem, em

geral, diâmetros inferiores a 75 μm, existindo entre 0,1 e 0,4 bilhões por m³, para

quantidades de ar compreendidas entre 3% e 6%. Se essas bolhas possuírem

28

diâmetros superiores a 200 μm, elas se comportam como ar aprisionado, prejudicando

a resistência mecânica do material.

Existem alguns fatores que influenciam na incorporação de ar nos concretos e

argamassas. Os principais, segundo Bauer (2000), são:

- Cimento: sua natureza, granulometria e dosagem interferem no teor de ar

incorporado à mistura. Quanto mais fino e menor quantidade de sulfatos e álcalis

solúveis presente, maior a quantidade de aditivo que deve ser adicionado.

- Relação água/cimento: interfere não só sobre o teor de ar adicionado, mas

também sobre a ação das bolhas.

- Influência de outros aditivos: o acréscimo de outros aditivos pode modificar o

teor de ar incorporado.

- Temperatura: influencia diretamente sobre a quantidade de ar incorporado.

Quanto maior a temperatura, menor a quantidade de ar.

- Agregado: a quantidade, tipo e forma do agregado (no caso das argamassas,

a areia), têm influência sobre a quantidade de ar incorporado. Grãos entre 0,2 mm e

0,8 mm, valor compreendido entre a areia fina e a areia média (Associação Nacional

das Entidades de Produtores de Agregados para a Construção Civil - ANEPAC, 2015),

são os que incorporam maior quantidade de ar.

- A energia de compactação e o tempo de vibração (para o caso de concretos),

também influenciam no teor final de ar incorporado.

Em geral, as alterações que os aditivos incorporadores de ar trazem para as

argamassas está descrito na tabela 2, conforme Carasek (1997):

Tabela 2 - Alterações provocadas pelos aditivos incorporadores de ar.

Fonte: CARASEK, 1997

29

2.4.2 Aplicações

Há décadas os aditivos incorporadores de ar têm sido utilizados em concretos

para pavimentação em países com invernos rigorosos, a fim de que eles resistam aos

ciclos de gelo e degelo. Também, nos últimos anos, esses aditivos vêm sendo

utilizados em argamassas de revestimento pois propiciam melhor trabalhabilidade e

maior rendimento (MONTE; UEMOTO; SELMO, 2003).


A incorporação de ar em argamassas, segundo Alves e Ó (s.d.), influencia na

diminuição da quantidade de material consumido na obra, além de apresentarem

melhor rendimento e maior produtividade, por serem mais leves.

Calhau e Tristão (1999) observaram também que, em condições normais de

temperatura e pressão, argamassas de revestimento com incorporação de ar são

menos permeáveis que os revestimentos apenas de cimento e areia, ou os com cal

em sua composição. Além disso, observaram a diminuição de peso da mistura,

ajudando na redução do peso próprio da estrutura e das fundações, acarretando na

redução do custo final da obra, além do ganho ambiental, através da economia de

aplicação de recursos não renováveis.

Como desvantagem, é citado por Alves (2002) a influência do aditivo

incorporador de ar na redução da aderência das argamassas. Essa redução de

aderência ocorre gradativamente com o aumento da incorporação de ar. Na figura 10

é possível observar essa redução à medida que aumenta o teor de ar incorporado.

Figura 10 - Redução da aderência com o aumento do teor de ar incorporado.

Fonte: ALVES, 2002.

30


Calhau e Tristão (1999) realizaram estudos adotando teor de aditivo entre 0,2%

e 0,5%, alcançando incorporação de ar entre 12,4% até 19,0%. Foi observado que

quanto maior é o teor de aditivo utilizado, maior é a redução da densidade da

argamassa, devido à incorporação de microbolhas. A incorporação dessas bolhas não

afetou a resistência mecânica da mistura, pelo contrário, observou-se um acréscimo.

Para o traço, em volume, de 1:0,5:9 (cimento:cal:areia) e teor de aditivo de 0,5%, a

resistência à compressão simples foi de 2,0 MPa, enquanto que na argamassa de

referência (mesmo traço, porém sem o aditivo), a resistência foi de 1,8 MPa. A maior

resistência encontrada foi com o corpo de prova que continha 0,3% de aditivo,

alcançando 2,3 MPa. Esse fenômeno pode ser explicado pelo efeito plastificante do

aditivo, que ao incorporar ar à argamassa em forma de pequenas bolhas, elas ocupam

espaços de parte da água de amassamento necessária para dar trabalhabilidade às

argamassas, reduzindo assim a relação água/cimento, aumentando a resistência à

compressão.

Com esse mesmo traço, obtiveram uma densidade da argamassa, no estado

fresco, de 1,81 g/cm³, e no estado endurecido, 1,75 g/cm³. E também, foi observado

uma diminuição na exsudação da mistura e melhora da sua trabalhabilidade.

2.5 TABELAS COMPARATIVAS ENTRE OS MATERIAIS ESTUDADOS

2.5.1 Tabela de vantagens e desvantagens

A tabela 3 a seguir resume os tópicos de vantagens e desvantagens dos

materiais estudados: a vermiculita, a serragem e o aditivo incorporador de ar.

31

Tabela 3 - Vantagens e desvantagens do uso dos materiais em argamassas.

Fonte: AUTOR, 2015.

VANTAGENS DESVANTAGENS

VER

MIC

ULI

TA

(VER

)

Redução do peso da estrutura Maior teor de água na mistura

Isolamento térmico Redução da resistência mecânica

Isolamento acústico -

SER

RA

GEM

(SE

R)

- N

A

FOR

MA

DE

FIB

RA

S Melhora da resistência à tração e flexão Presença de substâncias inibidoras da

pega do cimento

Aumento da capacidade de carregamento após o surgimento das primeiras trincas

Necessidade de tratamento químico prévio

Redução do peso da estrutura Falta de durabilidade em meio

alcalino

Isolamento térmico e acústico Variabilidade de propriedades entre

fibras do mesmo tipo

INC

OR

PO

RA

DO

R D

E A

R

(IN

C)

Melhora o rendimento e produtividade da mão de obra, por serem mais leves

Redução da aderência argamassa/substrato

Diminuição da quantidade de matéria-prima utilizada

-

Diminuição da permeabilidade da argamassa

-

Redução do peso da estrutura -

Completa misturas mal graduadas, melhorando a distribuição de vazios

-

33

Figura 12 - (a) argamassa utilizada no trabalho e (b) sua imagem ampliada.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.1.2 Vermiculita

A vermiculita expandida (figura 13) usada no desenvolvimento do trabalho foi

da empresa Terra Mater, cuja granulometria é classificada como superfina.

Figura 13 - (a) vermiculita utilizada e (b) sua imagem ampliada.

Fonte: AUTOR, 2015.

(b)

(a)

(a)

(b)

34

3.1.3 Pó de serra

O pó de serra com característica fibrosa (figura 14), foi coletado na cidade de

São Bento do Sul, e sua origem é das madeiras de Pinus e Eucalipto.

Figura 14 - (a) serragem usada no trabalho e (b) imagem ampliada.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.1.4 Incorporador de ar

O aditivo incorporador de ar empregado no trabalho (figura 15), foi o Argaplast

Quartzolit, da empresa Weber. A base da sua formulação é de surfactantes, possui

massa específica de 1,002 a 1,004 g/cm³, pH de 4,5 a 7,5 e teor de sólidos de 3,0 a

4,0%. Esse aditivo de coloração amarelada (figura 15(b)), influencia na

trabalhabilidade da argamassa e aumenta sua durabilidade (MONTE; UEMOTO;

SELMO, 2003).

(b) (a)

35

Figura 15 - (a) embalagem do aditivo usado e sua (b) coloração.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.2 METODOLOGIA EXPERIMENTAL

A vermiculita e a serragem incorporadas à argamassa possuem alta

capacidade de absorção de água. Assim, a tendência das formulações que contém

essas adições é que a trabalhabilidade seja prejudicada. Já o aditivo incorporador de

ar possui a capacidade de melhorar a trabalhabilidade, devido à incorporação de

microbolhas à argamassa, necessitando assim menores quantidades de água para

compensar a trabalhabilidade perdida. Dessa forma, dosagens distintas de água

foram usadas na mistura. Além disso, foram avaliadas as propriedades das

formulações no estado fresco, através do ensaio na mesa de consistência, e no estado

endurecido até os 28 dias de cura, através dos ensaios de resistência à compressão,

retração, densidade aparente, absorção de água e porosidade aberta.

Inicialmente, a formulação referência (REF), sem qualquer tipo de adição ou

aditivo, foi ajustada para uma abertura na mesa de 200 mm ± 10 mm, valor esse que

apresentou trabalhabilidade adequada.

O trabalho é composto por 8 formulações de modo a avaliar o efeito individual

e combinado entre as adições estudadas.

A porcentagem máxima de cada adição (tabela 4) foi obtida tendo como base

as porcentagens mais usuais para cada tipo de matéria-prima. Nas formulações 5 a

7, a porcentagem de adição foi a metade da porcentagem usada nas formulações de

(a)

(b)

36

2 a 4, pois foram misturados dois tipos de adições (formulações binárias). Na

formulação 8 foi usado um terço da porcentagem usada nas formulações de 2 a 4,

pois foram misturados os três tipos de adição. As porcentagens foram calculadas em

relação à massa de argamassa utilizada em cada formulação.

Tabela 4 - Formulações usadas no trabalho e seus respectivos percentuais de

adições incorporados à argamassa.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.2.1 Ajuste da trabalhabilidade na mesa de consistência

Para que todas as formulações atingissem o valor de abertura na mesa

anteriormente fixado, a quantidade de água foi ajustada individualmente de acordo

com o tipo de adição. O ajuste foi feito na mesa de consistência (figura 16).

PORCENTAGEM MATERIAL (%)

FORMULAÇÃO ARG VER SER INC

F1 100,00 - - -

F2 100,00 5,00 - -

F3 100,00 - 5,00 -

F4 100,00 - - 0,10

F5 100,00 2,50 2,50 -

F6 100,00 2,50 - 0,05

F7 100,00 - 2,50 0,05

F8 100,00 1,67 1,67 0,03

37

Figura 16 - (a) mesa de consistência utilizada no trabalho e (b) diâmetro máximo do

espalhamento após 30 golpes.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.2.2 Resistência à compressão

Corpos de prova (4 x 4 x 16 cm) foram produzidos e rompidos à compressão

aos 28 dias, seguindo a NBR 13279 (2005). Para cada uma das 8 formulações foram

utilizados 3 corpos de prova, de modo a obter a média e o desvio padrão dos

resultados. Na figura 17 são mostrados o molde com a formulação REF e os corpos

de prova após desmoldagem, e na figura 18 são mostrados a máquina de compressão

utilizada no ensaio e um dos corpos de prova sendo ensaiado.

Os corpos de prova foram desmoldados com 2 dias de cura, pois não

apresentavam resistência suficiente para serem desmoldados após 24 horas. Este

fato pode ser atribuído aos teores de água e adições incorporados em suas

formulações.

(a)

(b)

38

Figura 17 - (a) molde com a formulação REF e (b) corpos de prova desmoldados.

Fonte: AUTOR, 2015.

Figura 18 - (a) máquina de compressão utilizada no ensaio e (b) corpo de prova

sendo ensaiado.

Fonte: AUTOR, 2015.

3.2.3 Densidade aparente, absorção de água e porosidade aberta

Para determinar as propriedades físicas das formulações estudadas,

primeiramente foi necessário definir os valores de massa seca, massa imersa e massa

de superfície seca dos corpos de prova.

(a) (b)

(a) (b)

39

Após os 28 dias de cura, os corpos de prova foram fragmentados de modo a

obter 4 pedaços/réplicas para cada formulação. Então esses pedaços (figura 19(a))

foram colocados em uma estufa a uma temperatura de 100 ± 2ºC, durante 24 horas.

Após esse período a massa dos pedaços foram determinadas (ms). Na sequência,

eles foram imersos em água por 72 horas (figura 19(b)), seguido da determinação da

massa imersa (mi), indicada na figura 19(c). Por fim, ao serem retirados da água, a

superfície dos pedaços foi seca e então os pedaços foram novamente pesados,

determinando assim a massa de superfície seca (msss).

Figura 19 - (a) fragmentos avaliados, (b) imersão em água por 72h e (c) pesagem

submersa.

Fonte: AUTOR, 2015.

Para determinar os valores da densidade aparente, absorção de água e

porosidade aberta foram usadas as seguintes fórmulas:

Densidade Aparente = �� − ��

(a)

(b)

(c)

40

Absorção de Água = �� − �� .

Porosidade Aberta = �� − �� − �� .

Onde nas fórmulas:

msss = massa de superfície seca;

ms = massa seca;

mi = massa imersa.

Todos os procedimentos adotados nos ensaios foram realizados de acordo com

a NBR 9778 (2006).

3.2.4 Ensaio de retração

Para realizar o ensaio de retração, 3 corpos de prova com dimensões 2,5 x 2,5

x 28,5 cm foram produzidos de maneira semelhante ao de ensaio de resistência à

compressão. Na figura 20(a) é possível ver o molde com a argamassa compactada, e

na figura 20(b) os corpos de prova desmoldados. A execução foi realizada de acordo

com a NBR 15261 (2005), e desmoldagem com 2 dias de cura.

A medição foi realizada aos 14, 21 e 28 dias de cura, no equipamento com

precisão milimétrica (figura 21).

A equação usada para determinar a porcentagem de retração dos corpos de

prova foi a seguinte:

Retração = DIC .

Onde:

DI = variação do comprimento do corpo de prova;

C = comprimento efetivo do corpo de prova;

41

Figura 20 - (a) molde para o ensaio de retração com argamassa dentro e (b) corpos

de prova desmoldados.

Fonte: AUTOR, 2015.

Figura 21 - Equipamento usado para medir a retração.

Fonte: AUTOR, 2015.

(a) (b)

42

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 TRABALHABILIDADE

A adição de materiais porosos à argamassa, assim como esperado, exigiu que

a quantidade de água adicionada nas formulações fosse aumentada. A fim de manter

a trabalhabilidade constante, para melhor avaliar as propriedades físicas e mecânicas,

foi fixada a abertura na mesa, variando apenas a água, conforme apresentado na

tabela 5.

Tabela 5 - Quantidade de água em cada formulação.

Fonte: AUTOR, 2015.

4.2 VARIAÇÃO DA MASSA DOS CORPOS DE PROVA

Verificou-se uma queda da massa de todas as amostras. Isso ocorre devido à

perda de água por hidratação e por secagem para o ambiente, comprovando-se o fato

de que as argamassas interagem ativamente com o meio o qual estão inseridos.

As formulações que apresentaram maior redução de peso foram as

formulações 5SER (F3), 2,5VER + 2,5SER (F5) e 5VER (F2), conforme indicadas na

figura 22.

Formulação H2O (g)

F1 REF 155

F2 5VER 250

F3 5SER 280

F4 0,1INC 145

F5 2,5VER + 2,5SER 270

F6 2,5VER + 0,05INC 200

F7 2,5SER + 0,05INC 230

F8 1,67VER + 1,67SER + 0,03INC 230

43

Observa-se que as formulações que tiveram maior quantidade de água

adicionada, tenderam a ter maior redução de massa. Isso ocorre nas formulações que

contém adições em maior quantidade (5VER, 5SER e 2,5VER + 2,5SER), pois essa

água a mais adicionada para manter a trabalhabilidade constante, tende a evaporar

para o ambiente através da secagem. Assim, o percentual de perda de massa em

relação à sua primeira medição (figura 23) tende a ser maior em formulações com

maior quantidade de água.

Também se nota que a perda de massa é mais intensa nos primeiros dias, e

ao longo do tempo a tendência é que a massa permaneça constante.

Figura 22 - Variação das massas dos corpos de prova ao longo do tempo.

Fonte: AUTOR, 2015.

280,00

290,00

300,00

310,00

320,00

330,00

340,00

350,00

360,00

370,00

380,00

390,00

400,00

2 dias 7 dias 14 dias 21 dias 28 dias

REF

5VER

5SER

0,1INC

2,5VER + 2,5SER

2,5VER + 0,05INC

2,5SER + 0,05INC

1,67VER + 1,67SER+ 0,03INC

44

Figura 23 - Perda total de massa aos 28 dias de cura.

PERDA TOTAL DE MASSA (%)

REF 4,35

5VER 9,44

5SER 11,91

0,1INC 4,41

2,5VER + 2,5 SER 11,26

2,5VER + 0,05INC 6,67

2,5SER + 0,05INC 8,93

1,67VER + 1,67SER + 0,03 INC 9,06

Fonte: AUTOR, 2015.

4.3 DENSIDADE APARENTE, ABSORÇÃO DE ÁGUA E POROSIDADE ABERTA

As propriedades físicas - densidade aparente, absorção de água e porosidade

aberta, influenciam diretamente na retração e na resistência à compressão das

argamassas, conforme discutido a seguir.

As amostras com as adições de vermiculita e serragem apresentaram a menor

densidade em relação à REF aos 28 dias (figura 24). Entre as formulações binárias

(compostas por 2 adições), a que apresentou menor densidade foi aquela que

continham vermiculita e serragem (2,5VER + 2,5SER).

Esse fato pode ser relacionado ao efeito combinado entre a quantidade de água

que foi adicionada à mistura e à densidade específica dos materiais adicionados.

As formulações que tiveram menor densidade foram as que tiveram mais água

adicionada, e que tiveram as adições de vermiculita (0,15 g/cm² a 0,25 g/cm³ de

densidade) e serragem (0,15 g/cm³ a 0,20 g/cm³). Considerando o desvio-padrão, as

formulações binárias e a com 3 adições tiveram pequena variação.

45

Figura 24 - Densidade aparente das argamassas com 28 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.

Em geral, os resultados confirmaram que a absorção de água (figura 25) e a

porosidade aberta (figura 26) são inversamente proporcionais à densidade. As

formulações com vermiculita e serragem (5VER e 5SER) foram as que apresentaram

valores maiores de absorção de água em relação à REF, cerca de 50% a mais.

As formulações com maiores porosidades abertas também foram as 5VER e

5SER. As amostras binárias mostraram valores intermediários entre a REF e aquelas

com adições simples de vermiculita e serragem. Considerando o desvio-padrão das

amostras, as formulações binárias não tiveram grande variação.

A determinação das propriedades físicas é importante, pois nos possibilita

evidenciar que haverá uma redução no peso próprio das estruturas que contenham

essas adições, gerando as vantagens já descritas anteriormente. Todavia, há também

o fator da possível redução da resistência à compressão das argamassas, e

problemas com a retração.

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8

Den

sid

ade

Ap

aren

te (

g/cm

³)

46

Figura 25 - Absorção de água das argamassas com 28 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.

Figura 26 - Porosidade aberta das argamassas aos 28 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.

4.4 RETRAÇÃO

A retração é uma propriedade que foi influenciada diretamente pelos traços

empregados no presente estudo. Os resultados das amostras com 14, 21 e 28 dias

de cura são apresentados nas figuras 27, 28 e 29, respectivamente.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8

Ab

sorç

ão d

e Á

gua

(%)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8

Po

rosi

dad

e A

ber

ta (

%)

47

Nota-se que as formulações que continham serragem em maior quantidade

(5SER e 2,5VER + 2,5SER), foram as mais afetadas pela retração. Aos 28 dias de

cura essa tendência ainda é vista, porém, considerando o desvio-padrão, essa

diferença é pequena.

Figura 27 - Retração das argamassas com 14 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.


Fonte: AUTOR, 2015.

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080

REF 5VER 5SER 0,1INC 2,5VER +2,5SER

2,5VER +0,05INC

2,5SER +0,05INC

1,67VER +1,67SER +0,03INC

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080


2,5VER +0,05INC

2,5SER +0,05INC

1,67VER +1,67SER +0,03INC

48


Fonte: AUTOR, 2015.

Em contrapartida, a formulação menos afetada pela retração aos 28 dias de

cura foi a com aditivo incorporador de ar. O comportamento esperado dessa

formulação foi então comprovado, visto que o aditivo incorpora microbolhas à

argamassa, diminuindo assim sua suscetibilidade às deformações devido à, por

exemplo, perda de água (CARASEK, 1997).

Na figura 30 é mostrado o comportamento das amostras durante os 28 dias de

cura. As formulações foram medidas com 14, 21 e 28 dias de cura.

Através dos resultados foi possível verificar que a formulação que continha

apenas serragem (5SER) sofreu grande influência da retração.

O clima durante os 28 dias do ensaio teve grande amplitude de temperatura e

umidade, mostrando que as formulações com serragem têm a tendência de interagir

mais com o ambiente, quando comparado às outras adições testadas.

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080


2,5VER +0,05INC

2,5SER +0,05INC

1,67VER +1,67SER +0,03INC

49

Figura 30 - Comportamento da retração das argamassas até os 28 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.

4.5 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os resultados do ensaio de resistência à compressão são apresentados na

figura 31. Observou-se que as amostras com as adições individuais de vermiculita e

serragem, as formulações binárias e também a com 3 adições, tiveram uma

diminuição na sua resistência. Fato esse que pode estar ligado a porosidade interna

das adições, e por elas ocuparem o espaço que seria preenchido pelo cimento,

material responsável pelo ganho de resistência, e também pode estar ligado à

quantidade de água adicionada nessas formulações, que ao evaporar, deixam vazios

no local que ocupava, gerando a porosidade do material.

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

0,070

0,080

14 dias 21 dias 28 dias

Ret

raçã

o (

%)

REF

5VER

5SER

0,1INC

2,5VER +2,5SER

2,5VER +0,05INC

2,5SER +0,05INC

1,67VER +1,67SER +0,03INC

50

Figura 31 - Resistência à compressão aos 28 dias de cura.

Fonte: AUTOR, 2015.

Outro fato importante de ser ressaltado, é que as formulações que continham

serragem (F3, F5, F7 e F8), apresentaram comportamento semelhante ao encontrado

normalmente em argamassas com presença de fibras. Ao atingir a resistência

máxima, o corpo de prova não se rompeu imediatamente, e sim teve uma perda

gradativa de resistência, até romper, conhecido como efeito ‘’ponte’’. Isso ocorreu pela

serragem apresentar característica fibrosa, como já comentado no item 3.1.3.

Esse comportamento é mostrado nas figuras 32(b) a 32(e). A figura 32(a)

mostra o comportamento apresentado pela formulação REF, para comparação.

Figura 32 - (a) REF.

Fonte: AUTOR, 2015

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00


2,5VER +0,05INC

2,5SER+0,05INC

1,67VER +1,67SER +0,03INC

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssão

(M

Pa)

51

Figura 32 - (b) 5SER.

Fonte: AUTOR, 2015.

Figura 32 - (c) 2,5VER + 2,5SER.

Fonte: AUTOR, 2015.

52

Figura 32 - (d) 2,5SER + 0,05INC.

Fonte: AUTOR, 2015

Figura 32 - (e) 1,67VER + 1,67SER + 0,03INC.

Fonte: AUTOR, 2015.

53

5 CONCLUSÕES

A incorporação de adições porosas às argamassas afetou suas propriedades

físicas e mecânicas.

Em geral, as argamassas com as adições de vermiculita e serragem tiveram

menores valores de densidade aparente, quando comparadas à formulação REF. Já

os valores de absorção de água e porosidade aberta tenderam a ser maiores do que

a referência. Nas formulações binárias e com três adições, observou-se que os

valores das propriedades físicas variaram entre os extremos da formulação REF e das

com apenas uma adição (5VER, 5SER e 0,1INC).

A argamassa com aditivo incorporador de ar (F4 - 0,1INC) apresentou valores

das propriedades físicas (densidade aparente, porosidade aberta e absorção de água)

similares à REF, o que em termos práticos significa que argamassas com essa

porcentagem desse tipo de adição não gera ganhos significativos no que diz respeito

à redução de peso de estruturas e benefícios como o controle térmico e de umidade

de ambientes.

Em relação à retração, as formulações com vermiculita e serragem foram as

mais afetadas. Suas formulações demandaram maiores quantidades de água para

manter a mesma trabalhabilidade, fato esse que pode explicar a suscetibilidade à

retração dessas argamassas. A formulação que mais foi afetada pela retração foi a

com serragem, e a menos afetada foi a com adição de incorporador de ar, porém

considerando os desvios-padrão, a variação foi pequena.

As adições porosas também influenciaram na resistência à compressão das

argamassas. As formulações com vermiculita e serragem apresentaram uma

diminuição considerável de resistência à compressão em relação à REF. Importante

considerar também o efeito que a serragem causou na resistência, o chamado ‘’efeito

ponte’’. Os corpos de prova ensaiados apresentaram deformações após serem

solicitados à tensão máxima, característica normalmente encontrada em argamassas

com presença de fibras.

54

SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Esse trabalho não explorou todos os comportamentos e propriedades

encontradas nas argamassas. Dessa forma, sugere-se para trabalhos futuros:

Estudo com outras porcentagens de vermiculita, serragem e aditivo

incorporador de ar;

Encontrar um teor ótimo de incorporador de ar a fim de obter melhores

resultados nas propriedades físicas;

Realizar estudos adicionando aditivos plastificantes às argamassas, buscando

reduzir o teor de água adicionado nas misturas com as adições, a fim de avaliar

possíveis ganhos de resistência à compressão e redução dos efeitos da

retração;

Obter a granulometria da serragem e testar essa adição com outras dimensões,

de formato não-fibroso;

Realizar ensaio de condutividade térmica, avaliando as propriedades termo

isolantes das argamassas.

55

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA - UFSC CENTRO … · ponto de vista energético, gerando...

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